CTAB輔助水熱法合成LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 鋰電池正極材料
發(fā)布時間:2021-05-16 08:00
自從鋰離子電池1990年實現(xiàn)商業(yè)化以來,已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。隨著科技的發(fā)展,人們對鋰離子電池性能要求的也越來越高,Li Co O2作正極材料的鋰電池已經(jīng)不能滿足用戶的需要。因此,開發(fā)出新型的鋰電池正極材料成為大幅度提高鋰離子電池性能的突破點。Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2綜合了Li Co O2、Li Ni O2、Li Mn O2三種正極材料的優(yōu)點,由于三種過渡金屬的協(xié)同效應(yīng),其綜合性能優(yōu)于其中任何一種一元正極材料。本文參考了共沉淀法的反應(yīng)原理,采用水熱法與固相反應(yīng)法相結(jié)合的制備工藝合成鋰離子電池復(fù)合正極材料Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2,并研究了制備過程中水熱反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、CTAB(Hexade cyltrimethyl ammonium Bromide十六烷基三甲基溴化銨)濃度對產(chǎn)物的影響。利用XRD、SEM、EDS對產(chǎn)物物相和形貌進行了分析表征,并利用電池測試系統(tǒng)對材料的電化學(xué)性能進行測試,通過對比試驗得到了CTAB輔助水熱法制備Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2材料的最佳工藝參數(shù)。實驗結(jié)果總結(jié)如下:(1)根據(jù)理論探討和實驗證明方法結(jié)合證實,傳統(tǒng)共沉淀...
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究工作的背景與意義
1.2 鋰離子電池的發(fā)展史
1.3 鋰電池工作原理
1.4 鋰離子電池正極材料
1.4.1 層狀正極材料
1.4.2 尖晶石正極材料
1.4.3 橄欖石LIFEPO_4正極材料
1.4.4 層狀三元LINI_(1/3)CO_(1/3)MN_(1/3)O_2材料
1.5 三元材料的制備方法
1.6 本論文研究的目的及意義
1.6.1 論文研究背景
1.6.2 論文研究內(nèi)容
1.6.3 創(chuàng)新點
第二章 實驗部分
2.1 引言
2.2 實驗材料與儀器
2.3 水熱法合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正極材料流程
2.4 材料物性表征
2.4.1 XRD檢測表征
2.4.2 SEM檢測表征
2.4.3 EDS檢測表征
2.5 電化學(xué)性能綜合測試
2.5.1 實驗電池組裝
2.5.2 循環(huán)特性測試
2.6.本章小結(jié)
第三章 LINI_(1/3)CO_(1/3)MN_(1/3)O_2前驅(qū)體的生長機理研究
3.1 引言
3.2 不同氨水濃度條件下LINI_(1/3)CO_(1/3)MN_(1/3)O_2材料的制備
3.3 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2物相分析
3.3.1 XRD數(shù)據(jù)分析
3.3.2 SEM圖像分析
3.3.3 EDS數(shù)據(jù)分析
3.4 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2循環(huán)特性分析
3.5 氨水在合成LINI_(1/3)CO_(1/3)MN_(1/3)O_2的反應(yīng)機理
3.6 本章小結(jié)
第四章 CTAB輔助水熱法制備LINI_(1/3)CO_(1/3)MN_(1/3)O_2正極材料
4.1 引言
4.2 不同水熱反應(yīng)溫度合成LINI_(1/3)CO_(1/3)MN_(1/3)O_2材料
4.2.1 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2物相分析
4.2.2 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2循環(huán)特性分析
4.3 不同水熱反應(yīng)時間合成LINI_(1/3)CO_(1/3)MN_(1/3)O_2材料
4.3.1 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2物相分析
4.3.2 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2循環(huán)特性分析
4.4 不同CTAB濃度合成LINI_(1/3)CO_(1/3)MN_(1/3)O_2材料
4.4.1 Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2物相分析
4.4.2 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2循環(huán)特性分析
4.5 全章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]pH和加料方式對選擇性沉淀分離鎳錳的影響[J]. 何顯達,許開華,陳堯,陳艷紅,王勤,葉紅齊. 濕法冶金. 2011(04)
[2]鋰離子電池正極材料的研究進展[J]. 馬玉茹,孫少瑞,張麗娟,夏定國. 新材料產(chǎn)業(yè). 2009(03)
[3]Effects of synthesis conditions on the structural and electrochemical properties of layered LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 cathode material via oxalate co-precipitation method[J]. TIAN Huaa, b, YE Naiqinga, b, LIU Dana, b, and LI Wenqunb a Key Laboratory of New Processing Technology for Nonferrous Metals and Materials, Ministry of Education of China, Guilin 541004, China. b Department of Materials and Chemistry Engineering, Guilin University of Technology, Guilin 541004, China.. Rare Metals. 2008(06)
[4]尖晶石型LiMn2O4容量衰減因素及改性研究進展[J]. 唐致遠,王雷,胡冉. 材料工程. 2006(S1)
[5]共沉淀法制備鎳、鈷、錳復(fù)合碳酸鹽的熱力學(xué)分析[J]. 蘇繼桃,蘇玉長,賴智廣,禹萍,何顯達. 硅酸鹽學(xué)報. 2006(06)
[6]鋰離子電池正極材料LiNiO2存在的問題與解決辦法[J]. 葉乃清,劉長久,沈上越. 無機材料學(xué)報. 2004(06)
[7]電動汽車鋰離子動力電池系統(tǒng)的研制[J]. 馮熙康,王伯良,陳愛松,楊清新. 電源技術(shù). 2002(02)
[8]鋰離子蓄電池正極材料LiMn2O4的研究進展[J]. 陳彥彬,韓景立,張剛,劉慶國. 電源技術(shù). 2000(04)
博士論文
[1]鋰離子電池正極材料Li[Ni,Co,Mn]O2的制備及性能研究[D]. 郭瑞.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]層狀鎳鈷錳酸鋰正極材料的合成與性能研究[D]. 唐立成.重慶大學(xué) 2012
本文編號:3189306
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究工作的背景與意義
1.2 鋰離子電池的發(fā)展史
1.3 鋰電池工作原理
1.4 鋰離子電池正極材料
1.4.1 層狀正極材料
1.4.2 尖晶石正極材料
1.4.3 橄欖石LIFEPO_4正極材料
1.4.4 層狀三元LINI_(1/3)CO_(1/3)MN_(1/3)O_2材料
1.5 三元材料的制備方法
1.6 本論文研究的目的及意義
1.6.1 論文研究背景
1.6.2 論文研究內(nèi)容
1.6.3 創(chuàng)新點
第二章 實驗部分
2.1 引言
2.2 實驗材料與儀器
2.3 水熱法合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正極材料流程
2.4 材料物性表征
2.4.1 XRD檢測表征
2.4.2 SEM檢測表征
2.4.3 EDS檢測表征
2.5 電化學(xué)性能綜合測試
2.5.1 實驗電池組裝
2.5.2 循環(huán)特性測試
2.6.本章小結(jié)
第三章 LINI_(1/3)CO_(1/3)MN_(1/3)O_2前驅(qū)體的生長機理研究
3.1 引言
3.2 不同氨水濃度條件下LINI_(1/3)CO_(1/3)MN_(1/3)O_2材料的制備
3.3 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2物相分析
3.3.1 XRD數(shù)據(jù)分析
3.3.2 SEM圖像分析
3.3.3 EDS數(shù)據(jù)分析
3.4 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2循環(huán)特性分析
3.5 氨水在合成LINI_(1/3)CO_(1/3)MN_(1/3)O_2的反應(yīng)機理
3.6 本章小結(jié)
第四章 CTAB輔助水熱法制備LINI_(1/3)CO_(1/3)MN_(1/3)O_2正極材料
4.1 引言
4.2 不同水熱反應(yīng)溫度合成LINI_(1/3)CO_(1/3)MN_(1/3)O_2材料
4.2.1 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2物相分析
4.2.2 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2循環(huán)特性分析
4.3 不同水熱反應(yīng)時間合成LINI_(1/3)CO_(1/3)MN_(1/3)O_2材料
4.3.1 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2物相分析
4.3.2 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2循環(huán)特性分析
4.4 不同CTAB濃度合成LINI_(1/3)CO_(1/3)MN_(1/3)O_2材料
4.4.1 Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2物相分析
4.4.2 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2循環(huán)特性分析
4.5 全章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]pH和加料方式對選擇性沉淀分離鎳錳的影響[J]. 何顯達,許開華,陳堯,陳艷紅,王勤,葉紅齊. 濕法冶金. 2011(04)
[2]鋰離子電池正極材料的研究進展[J]. 馬玉茹,孫少瑞,張麗娟,夏定國. 新材料產(chǎn)業(yè). 2009(03)
[3]Effects of synthesis conditions on the structural and electrochemical properties of layered LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 cathode material via oxalate co-precipitation method[J]. TIAN Huaa, b, YE Naiqinga, b, LIU Dana, b, and LI Wenqunb a Key Laboratory of New Processing Technology for Nonferrous Metals and Materials, Ministry of Education of China, Guilin 541004, China. b Department of Materials and Chemistry Engineering, Guilin University of Technology, Guilin 541004, China.. Rare Metals. 2008(06)
[4]尖晶石型LiMn2O4容量衰減因素及改性研究進展[J]. 唐致遠,王雷,胡冉. 材料工程. 2006(S1)
[5]共沉淀法制備鎳、鈷、錳復(fù)合碳酸鹽的熱力學(xué)分析[J]. 蘇繼桃,蘇玉長,賴智廣,禹萍,何顯達. 硅酸鹽學(xué)報. 2006(06)
[6]鋰離子電池正極材料LiNiO2存在的問題與解決辦法[J]. 葉乃清,劉長久,沈上越. 無機材料學(xué)報. 2004(06)
[7]電動汽車鋰離子動力電池系統(tǒng)的研制[J]. 馮熙康,王伯良,陳愛松,楊清新. 電源技術(shù). 2002(02)
[8]鋰離子蓄電池正極材料LiMn2O4的研究進展[J]. 陳彥彬,韓景立,張剛,劉慶國. 電源技術(shù). 2000(04)
博士論文
[1]鋰離子電池正極材料Li[Ni,Co,Mn]O2的制備及性能研究[D]. 郭瑞.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]層狀鎳鈷錳酸鋰正極材料的合成與性能研究[D]. 唐立成.重慶大學(xué) 2012
本文編號:3189306
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